- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
（8分）臭氧（O3）能与KI溶液反应，生成O2等。在反应后的溶液中滴入酚酞变为红色，若滴入淀粉则变为蓝色。为测定某环境空气中的臭氧含量，将0℃、1.01×105Pa的空气33.6m3通过KI溶液，使之完全反应，所得溶液用0.0100mol·L-1的Na2S2O3溶液60.0mL恰好滴定达终点。反应方程式为：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。
（1）臭氧通入KI溶液中的化学方程式：
（2）滴定过程中选择的指示剂是 ，达到滴定终点时的现象为 ；
（3）计算该空气中臭氧的体积分数。
正确答案
（8分）
（1）
（2）淀粉 （1分） 溶液由蓝色变为无色（1分）
（3）由化学方程式得：
O3————————————I2————————————2Na2S2O3
1mol 2mol
n（O3） 0.0100mol/L×0.0600L
则大气中臭氧的体积分数为：
试题分析：
（1）臭氧通入KI溶液中，臭氧作为氧化剂，碘化钾被氧化生成碘单质，方程式为
（2）Na2S2O3溶液滴定到终点时，碘单质恰好反应完全，此时若加入淀粉作为指示剂，溶液颜色则有蓝色变为无色。
（3）根据这两个方程式：
O3————————————I2————————————2Na2S2O3
1mol 2mol
n（O3） 0.0100mol/L×0.0600L
计算臭氧的体积分数是：
点评：氧化还原反应方程式的书写及中和滴定数据的处理是高中学生学习的一个难点，容易失分，本题属于中等题。
黄铜矿的主要成分X是由Cu、Fe、S三种元素组成的复盐，其中Cu、Fe两种元素的质量比为8:7；将m g X粉末全部溶于200 mL的浓HNO3，反应后的溶液加水稀释至2．12 L时测得其pH为0；将稀释后的溶液分为两等份，向其中一份溶液中滴加6．05 mol/L的NaOH溶液，向另一份溶液中滴加0．600 mol/L Ba(NO3)2溶液，两溶液中均生成沉淀，且沉淀的质量随所加溶液的体积变化如下图所示：
（1）请通过计算确定m的值；
（2）X的摩尔质量为368 g/mol，请确定X的化学式。
正确答案
（1）解：依题意，m g X中：n(Cu):n(Fe)＝1:1
2n(Cu2＋)＋3n(Fe3＋)＝6．05mol/L×0．2 L×2-1 mol/L×2．12 L
故：n(Cu)＝n(Fe)＝0．06 mol （2分）
又，n(S)＝0．6 mol/L×0．1 L×2＝0．12 mol
因此，mg＝m(Cu)＋m(Fe)＋m(S)＝0．06 mol×64 g/mol＋0．06 mol×56 g/mol＋0．12 mol×32 g/mol＝ 11．04 g
即m的值为11．04（2分）
（2）解：设X的化学式为(CuFeS2)n，则：(64＋56＋32×2)×n＝368 n＝2，故X的化学式为Cu2Fe2S4（2分）
试题分析：（1）依题意，Cu、Fe两种元素的质量比为8：7，则m g X中：n（Cu）：n（Fe）=8/64：7/56=1：1，当加水稀释至 2．12 L时测得其pH为0，此是氢离子浓度为1mol/L，根据图示数据，氢氧化钠先中和氢离子，然后将金属离子转化为沉淀，所以2n（Cu2+）+3n（Fe3+）=6．05mol•L-1×0．2L×2-1mol•L-1×2．12L，
故：n（Cu）=n（Fe）=0．06mol，n（S）=0．600mol•L-1×0．1L×2=0．12mol，
因此mg=m（Cu）+m（Fe）+m（S）=0．06mol×64g•mol-1+0．06mol×56g•mol-1+0．12mol×32g•mol-1=11．04g，即m的值为11．04．
（2）解：设X的化学式为（CuFeS2）n，则（64+56+32×2）×n=368，解得：n=2，故X的化学式为Cu2Fe2S4．
在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”，能延长鲜花的寿命。
（1）现有一种无色的鲜花营养液，可能由硝酸钙、碳酸钾、硝酸钾、氯化钾中的一种或几种物质组成，为探究其成分，某同学设计并完成了如下图所示的实验。
根据以上实验，请你填空。
①由实验1可确定原营养液中一定没有的物质是 (填化学式)，写出生成白色沉淀的离子方程式是 。
②若测得原营养液中K+、Cl-的数目之比为2∶1，则原营养液是由 种溶质配制成的。
③某同学用氯化钙、硝酸钾、氯化钾配成的营养液中K+、Cl-、NO3-的数目之比为2∶5∶1，
则所用硝酸钾和氯化钙的物质的量之比是 。
（2）下表是500mL某“鲜花保鲜剂”中含有的成分，阅读后回答下列问题。
①“鲜花保鲜剂”中蔗糖的物质的量浓度为___________________。
②配制该500mL “鲜花保鲜剂”所需的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、量筒外还有 。
③在溶液配制过程中，下列操作能使配制结果偏小的是___________。
A．定容时仰视容量瓶刻度线
B．容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水
C．移液时，液体不小心从外壁流出
D．定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线，但未做任何处理
正确答案
（1）①碳酸钾； Ca2++CO32-=CaCO3↓ ②3 ③1:2
（2）①0.4 mol•L－1 ②500ml容量瓶、胶头滴管 ③AC
试题分析：（1）①向营养液中加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，说明营养液中含有硝酸钙，不能含有碳酸钾。它们会发生离子反应。生成白色沉淀的离子方程式是Ca2++CO32-=CaCO3↓。②由于原营养液中K+、Cl-的数目之比为2∶1，不含碳酸钾，KCl中二者的比是1：1，原物质含有钾不含氯的物质只可能是硝酸钾。故原营养液是由有硝酸钙、硝酸钾、氯化钾三种物质配制而成。③由氯化钙、硝酸钾、氯化钾配成的营养液中，K+、Cl-、NO3-的数目之比为2∶5∶1，假设n（NO3-）=1mol,则n(KNO3)="1" mol,,n（KCl）=1mol,n(CaCl2)=2mol。所以n(KNO3)： n(CaCl2)=1：2。（2）①C(蔗糖)=(68.4g∕342g·mol-1)∕0.5L="0.4" mol•L－1.准确配制500ml一定浓度的溶液需500ml要容量瓶及胶头滴管。③在溶液配制过程中A．定容时仰视容量瓶刻度线，加水过多，浓度偏低，正确。B．容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水，后来加入的水就少些，但最终量没变，所以浓度没变化。错误。。所以C．在移液时，液体不小心从外壁流出，会导致溶质减少。浓度偏低。正确。D．溶液的特性是均一性、稳定性。若定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线，但未做任何处理。不会产生任何影响。错误。故导致浓度偏小的是AC。
考点:考查离子反应一定体积、一定物质的量浓度的溶液的配制时应该注意的问题和误差分析等的知识。
（6分）某学校化学科研小组从文献资料上获得如下信息：NaHCO3在潮湿的空气中会缓慢分解成Na2CO3、H2O和CO2。为了验证这一信息，该科研小组将一瓶在潮湿空气中久置的NaHCO3样品混合均匀后，进行如下实验：
（1）在一个质量为ag的蒸发皿中加入一些样品，称得总质量为bg。用酒精灯对其充分加热，冷却后称得其总质量为cg。残留在蒸发皿中的固体是（填化学式）_________。
（2）另称取相同质量的样品放入锥形瓶中，实验装置如右图所示。打开活塞逐滴加入稀硫酸，至没有气泡产生为止。针筒中收集到气体折算成标准状况下的体积为VmL（滴入稀硫酸的体积及针筒活塞的内壁的摩擦力忽略不计）。该科研小组设称取的每份样品中的Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y，且没有利用化学方程式进行计算，就列出了如下算式：x+y=VmL/22400mL·mol—1，他们依据的原理是_________。根据相似原理，请完成下列算式：2x+y=__________由上述两算式，该科研小组通过计算，得出了样品中的Na2CO3、NaHCO3的质量分数。
正确答案
（1）Na2CO3 （2）原子守恒 
试题分析：（1）2NaHCO3
（2）根据等式x+y=VmL/22400mL·mol—1可以看出是碳原子守恒，2x+y是钠原子守恒，根据加热后残留的物质是Na2CO3可求得n(Na+)=
点评：本题主要是用守恒法来解题。
（选做题，10分）Ⅰ某气态烃含碳85.7%、含氢14.3%，在标准状况下的密度是2.5 g/L，该烃能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色。
(1)该烃分子式为_______________________。
(2)写出它的各种同分异构体的结构简式： __________________________________。
Ⅱ将44.8 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L请回答：
(1)标况下，NO2的体积为 L
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液浓度为 （填表达式）
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体与O2和H2O全部转化为HNO3，至少要O2 g
正确答案
26．（10分）Ⅰ每空1分，Ⅱ每空2分Ⅰ (1)C4H8 (2) CH2=CHCH2CH3 CH3CH=CHCH3 CH2=C(CH3)2
Ⅱ（1）1.12 (2) 
依题意可知该烃能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色有双键，C:H=1:2.M=56g∕mol,该烃分子式为C4H8 , 它的各种同分异构体的结构简式: CH2=CHCH2CH3 CH3CH=CHCH3 CH2=C(CH3)2.
Cu+4HNO3浓=Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3浓=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
x x 1.5y y
64(x+1.5y)=" 44.8" g x+y=0.5mol x= 0.1mol y=0.4mol
NaOH---------HNO3--------0.5 Cu2+
10-3av 0.7mol n(N)= 10-3av +0.5
硫酸是重要的化工产品，在基础化学实验中，有着重要的作用。
（1）物质的量浓度为18．4mol/L,质量分数为0．98的浓硫酸吸收水蒸气时，当其质量分数下降到0．87（密度1．8g•cm-3）以下时，则失去干燥能力。 质量分数为0．87的硫酸的物质的量浓度为
（保留两位小数，下同）。50mL 18．4mol/L的浓硫酸作为干燥剂时，最多可吸水___________g。
（2）工业上以高岭土和硫酸．氨气为原料制取铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]和硫酸铝，反应原理如下（忽略高岭土其他成分与硫酸的反应）：
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O…………①
Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 → 2NH4Al(SO4)2…………②
某工厂欲同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1:1，则投料时氧化铝和硫酸的物质的量之比是
（3）硫酸工业上大多用接触法制硫酸（设空气中氧气的体积分数为20%），为使黄铁矿煅烧充分，常通入过量40%的空气，则煅烧后炉气中SO2的体积分数为_____。
（4）将上述炉气经净化除尘后直接送入接触室，气体体积减少了5%（同温同压下测定），试计算SO2的转化率
正确答案
（1）(4分)15．98 mol·L-1 11．63 （2）(2分) 3：10
（3）(3分) 0．11 （4）(3分) 93%；
试题分析：（1）C=n/v=1．8*0．87*1000/98*1=15．98 （mol·L-1 ）
解：设硫酸吸水的质量为x 根据溶质的质量不变
18．4*50*0．98=(x+18．4*50)*0．87 x=116．3
（2）解：设铵明矾和硫酸铝的物质的量为x
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O…………①
3/2 x 9x/2 3/2 x
Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 → 2NH4Al(SO4)2…………②
1 1 2
x/2 x/2 x
氧化铝和硫酸的物质的量之比是: 3/2 x:( 9x/2+ x/2)= 3：10
（3）解：设空气的体积为a
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
11 8
a*20% 0．145a
SO2的体积分数为：0．145a *100%/（1+40%）a*80%+ 0．145a =0．108 a 近似为0．11 a
（4）2SO2+ O2="2" SO3 ⊿V
2 1 1
10%a 5%a
SO2的转化率为：10%a*100%/0．108 a=93%
（6分）取50.0 mL Na2CO3和Na2SO4的混合溶液，加入过量BaCl2溶液后得到14.51g白色沉淀，用过量稀硝酸处理后沉淀量减少到4.66g，并有气体放出，试计算：
（1）原混合液中Na2CO3和Na2SO4的物质的量浓度。
（2）产生的气体在标准状况下的体积。（不必写出计算过程）
正确答案
（1）Na2CO3 1mol/L Na2SO40.4mol/L （2）1.12L （各２分）
14.51g白色沉淀为碳酸钡、硫酸钡；4.66g沉淀质量为硫酸钡，所以，
设Na2CO3和Na2SO4的物质的量分别为x、y；则可得
（1）原混合液中Na2CO3物质的量浓度
（2）由碳酸根离子守恒，即可知生成二氧化碳气体的物质的量为0.05mol/L；则标准状况下气体体积为1.12L；
Ⅰ 某同学为了验证氢气还原氧化铜的反应产物，设计了如下图所示的实验装置。
（1）写出编号仪器的名称：①____ ____ ②_____ ___。
（2）浓硫酸的作用是____________________________________。
（3）本实验需要加热的装置为________(填字母编号)。
（4）写出装置C、D中可观察到的现象：C________，D________。
（5）D中反应每生成1mol水分子，转移的电子数为________个。
Ⅱ 实验时他需要1.0mol/L的硫酸溶液250mL。根据溶液的配制回答下列问题。
（1）在下图所示仪器中，配制上述溶液肯定不需要的是_________（填序号），除图中已有仪器外，配制上述溶液还需要的玻璃仪器是 。
（2）在容量瓶的使用方法中，下列操作不正确的是____________
A．使用容量瓶前检验是否漏水
B．容量瓶用水洗净后，再用待配溶液洗涤
C．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的固体用纸条小心倒入容量瓶中，缓慢加水至接近刻度线1~2cm处，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线。
D．配制溶液时，若试样是液体，用量筒取样后用玻璃棒引流倒入容量瓶中，缓慢加水至刻度线1~2cm处，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线。
E．盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶反复倒转几次，摇匀。
（3）根据计算得知，需用量筒量取质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的体积为 mL，如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒，应选用 mL量筒最好。
正确答案
（12 分）
(1)锥形瓶、长颈漏斗；(2)除去H2中的水蒸气(或干燥H2)；(3)D；(4)白色无水CuSO4固体变蓝、 黑色=CuO逐渐变红；(5)1.204×1024
（1）C；烧杯、玻璃棒；(2) B、C、D；（3）13.6； 15
试题分析：（1）A是制取氢气的实验装置，①是锥形瓶，②是长颈漏斗。
（2）氢气在点燃时必须是干燥的，故浓硫酸的作用是除去H2中的水蒸气(或干燥H2)。
（3）氢气还原氧化铜需要加热条件，故本实验需要加热的装置为D。
（4）氢气和氧化铜反应生成的水蒸气进入C中，故C中的现象是白色无水CuSO4固体变蓝。氢气还原氧化铜呈单质铜，故D中的现象为黑色CuO逐渐变红。
（5）氢气反应后生成的是水，H元素的化合价由0价变为了+1价，故D中反应每生成1mol水分子，转移的电子数为1.204×1024个。
（1）在配置一定物质的量浓度的溶液时，不需要球型漏斗，即C。需要的玻璃仪器还有烧杯、玻璃棒。
（2）B项：容量瓶不用待配溶液洗涤，否则影响配置结果，故错；C、D项：不能在容量瓶中溶解固体或稀释液体，故错。故选BCD。
（3）V(浓硫酸)=m÷ω÷ρ=nM÷ρ=cV(溶液) M÷ω÷ρ=1×0.25×98÷98%÷1.84=13.6(mL)。
选用量筒，最大容量应接近所需液体的体积，故选用15mL。
点评：本题考查的是化学实验的相关知识，题目难度中，要求学生熟悉所实验的内容及原理，能够考查同学们进行分析问题、解决问题的能力。
(4分)现有Cu、Cu2O和CuO组成的混合物，某研究性学习小组为了探究其组成情况，加入100mL0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物完全溶解，同时收集到224mLNO气体（标准状况）。则产物中硝酸铜的物质的量为 。如原混合物中有0.0lmolCu，则其中Cu2O与CuO的质量比为___________。
正确答案
（1）0.025（2）9:5
试题分析：（1）硝酸具有强氧化性，将Cu2O氧化生成硝酸铜、一氧化氮和水，配平据此写出反应方程式；利用N原子守恒进行计算；（2）利用N原子守恒、电子守恒和铜原子守恒进行计算，n（HNO3）=0.1L×6mol/L=0.6mol，n（NO）=
所以n（NO）=0.1mol，
利用N原子守恒可知n[Cu（NO3）2]=
=0.025mol，
（3）由Cu元素守恒可得：2×n（Cu20）+n（CuO）+0.1mol=0.25mol，
由氧化还原反应得失电子守恒可知：0.1×2+2×n（Cu20）=
×3，
解之得：n（Cu20）=0.05mol，n（CuO）=0.05mol，所以：m（Cu20）: n（CuO）=9:5
点评：本题难度中下，关键在于硝酸的强氧化性的相关计算和原子守恒、电子守恒。
(12分) Ba2＋是
（1）现需配制250mL 0.100mol·L
（2）配制上述溶液需准确称取Na2S2O3固体的质量为 ▲ g。
（3）另取废水40.00mL，控制适当的酸度，加入足量的K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀，沉淀经洗涤、过
正确答案
(1)胶头滴管、250mL容量瓶（2分）
(2)4.0 （4分） (3)0.020mol·L－1（含过程共6分）
(3)设Ba2＋的物质的量为x，则根据相关反应可得以下关系式：
Ba2＋～BaCrO4～1/2Cr2O～3/2I2～3S2O
1 3
x 0.024L×0.100mol·L－1
解得：x＝8.0×10－4mol，故
c(Ba2＋)＝8.0×10－4mol÷0.040L＝0.020mol·L－1。
略
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